Codificación de Cuencas Hidrográficas por el Método de Otto Pfafstetter Aplicación en ANA

Transcripción

1 Codificación de Cuencas Hidrográficas por el Método de Otto Pfafstetter Aplicación en ANA 1

2 RESUMEN LISTA DE LA FIGURAS... LISTA DE LO ANEXOS... PRESENTACIÓN... INTRODUCCIÓN... 1 CODIFICACIÓN OFICIAL DE CUENCAS BRASILEÑAS... 2 LA BASE HIDROGRÁFICA OTTOCODIFICADA... 3 DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS DE CONTRIBUCIÓN HIDROGRÁFICO... 4 CODIFICACIÓN DE CUENCAS DE OTTO PFAFSTETTER... 5 IMPLEMENTACIÓN COMPUTACIONAL... 6 CAPACITACIÓN... 7 COMO OBTENER LA BHO DE LA ANA... 8 LECTURAS COMPLEMENTARIAS... ANEXOS

3 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - La BHO combina básicamente dos temas: hidrografía unifilar y áreas de contribución Figura 2 - Curso de agua principal de la cuenca del río Trombetas Figura 3 Se determinan los cuatro tributarios con mayor área de contribución Figura 4 - Las cuatro mayores áreas de contribución reciben los dígitos pares 2, 4, 6 y8 Figura 5 - Intercuencas reciben códigos impares: 1, 3, 5, 7, y 9 Figura 6 - Detalle ampliado mostrando la intercuenca R5 Figura 7 - Cuenca codificada en el nivel 4 Figura 8 - Pasando al próximo nivel de codificación en la intercuenca R3 Figura 9 - Las cuatro cuencas más grandes reciben los dígitos pares desde aguas abajo hacia aguas arriba Figura 10 - Intercuencas reciben los dígitos impares Figura 11 - Detalle ampliado enseñando la intercuenca R33 Figura 12 - Aspecto final de la codificación de la intercuenca R3 en el nivel 5 LISTA DE ANEXOS Anexo I - Artículo Otto Pfafstetter (1989) Anexo II - Resolución ANA nº 399/2004 Anexo III - Resolución CNRH nº 30/2002 3

4 PRESENTACIÓN La Superintendencia de Gestión de la Información SGI de la Agencia Nacional de Aguas ANA, a través de su Gestión de Informaciones Geográficas GEGEO, brinda a los interesados en la gestión de Recursos Hídricos un texto explicativo acerca de una de sus metodologías más importantes: la codificación de cuencas hidrográficas de Otto Pfafstetter. El trabajo presenta la codificación de Otto Pfafstetter insertándola en el contexto de las actividades desarrolladas por los componentes del Sistema Nacional de Gerencia de Recursos Hídricos SINGREH en general y, en particular, de la ANA, mostrando su importancia en el día a día de los profesionales de la agencia y en la evolución de los métodos adoptados por el sistema. NTRODUCCIÓN La gestión de Recursos Hídricos (RH) es una actividad humana que prácticamente se confunde con la civilización. Es componente fundamental en el desarrollo de la agricultura incipiente de os asentamientos de la Mesopotamia, que extraían las aguas de los casi legendarios ríos Tigre y Éufrates. Los egipcios construyeron su civilización según las variaciones del nivel del Nilo, explotando, a través de canales, la capacidad del río de irrigar sus cultivos. Los romanos, a su vez, se enorgullecen de su ingeniería y de sus acueductos. Mayas, aztecas y otros pueblos pueden haber sido subyugados por la mala gestión, contaminación y/o escasez de sus Recursos Hídricos. Donde quiere que haya agrupaciones humanas, el agua juega un papel fundamental, pudiendo decidir el destino de esas comunidades. Hoy, afortunadamente, nosotros no tiramos más los desechos en la calle para que sean cargados por la lluvia, como era práctica en la mayoría de las urbes hasta el siglo XIX (aunque todavía haya gente que tire sofás y neumáticos), utilizamos cada vez más de forma intensiva, múltiple y potencialmente conflictiva nuestros ríos y la gestión de las aguas se han convertido cada vez más sofisticada para acompañar ese aumento de complejidad. Las cuencas hidrográficas se han 4

5 convertido en una unidad territorial cada vez más importante en la gestión, no sólo de los Recursos Hídricos, sino en las políticas de medio ambiente y en la gestión territorial de una manera general. Entre los métodos necesarios al desarrollo de la gestión de RH se destacan los de codificación de cuencas hidrográficas. Diversos métodos han sido propuestos a lo largo del tiempo, tales como el utilizado por el antiguo Departamento Nacional de Aguas y Energía Eléctrica DNAEE para codificar las estaciones fluviométricas. En él, Brasil fue dividido en 8 grandes cuencas numeradas de 1 a 8 y estas fueron divididas cada una en 10 subcuencas (0-9). Las estaciones entonces son codificadas con el primer dígito correspondiendo a la cuenca, el segundo a la subcuenca, los tres siguientes correspondiendo al número de la estación siendo que esa numeración comienza en las cabeceras y crece hacia la desembocadura de la cuenca. Existen más tres dígitos al final del código a ser usado para acomodar nuevas estaciones que se instalen después de la codificación inicial. Ese método tiene la desventaja de no proponerse a detallar las cuencas en niveles menores. El método de Otto Pfafstetter fue propuesto primeramente por él como forma de organizar los archivos de proyectos del Departamento Nacional de Obras de Saneamiento DNOS. Ganó importancia 20 años después al atraer la atención del Programa Nacional de Irrigación PRONI que buscaba, en aquel entonces, organizar el Catastro de los Sistemas de Irrigación de Brasil. En 1989 Pfafstetter escribe el artículo, que, aunque no publicado, se convirtió en referencia, en el cual él describe su método, aplicándolo a las cuencas de Sudamérica. Desde ahí, el método despierta el interés de diversos países. Fue aplicado en Estados Unidos por la United States Geological Survey USGS; es recomendado por el GIS Working Group en el ámbito de la Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive, que tiene como objetivo armonizar las políticas de recursos hídricos de los países de la Unión Europea y, como resultado, fue desarrollada una base de datos denominada CCM River and Catchment Database, que ya se encuentra en su versión 2.1. Las características principales que atraen la atención para la codificación de 5

6 Otto Pfafstetter son: por tratarse de un método que permite la jerarquización de la red hidrográfica; la topología de la red está incorporada en el código; por ser de aplicación global; por ser de fácil implementación computacional y, consecuentemente, interactuar bien con Sistemas de Información Geográfica SIGs. 1 CODIFICACIÓN OFICIAL DE CUENCAS BRASILEÑAS En 1997 se publica la Ley 9.433, que instituye el Sistema Nacional de Gerencia de Recursos Hídricos SINGREH, y entre otras medidas, crea el Consejo Nacional de Recursos Hídricos CNRH, que comienza a funcionar en En el año 2000, se crea la Agencia Nacional de Aguas a través de la Ley Atentos a las ventajas de la codificación de Otto y necesitando establecer las bases para la implantación de la recién creada Política Nacional de Recursos Hídricos, el CNRH establece en 2002, a través de su Resolución nº 30/2002, que el método de Otto Pfafstetter pasa a ser la codificación oficial de cuencas hidrográficas en Brasil. En esa resolución se establece una división de cuencas para Sudamérica, la cual sirvió de punto de partida para la construcción de la Base Hidrográfica Ottocodificada de la ANA, cuya primera versión fue publicada en diciembre de LA BASE HIDROGRÁFICA OTTOCODIFICADA Una vez definida la codificación de Otto como oficial, se pasó a desarrollar los medios para aplicar ese método a una base hidrográfica nacional que diera soporte a las diversas actividades necesarias a la gestión de RH. Ante los insumos disponibles en el entonces se decidió, para la construcción de la referida base, optar por la adopción de la escala del millonésimo del mapeo sistemático oficial brasileño, pues esta escala abarcaba todo el país y estaba en formato vectorial. Se optó también por trazar los divisores de agua, para delimitación de las áreas de contribución hidrográfica, usando el método denominado equidistancia entre los tramos de la red de drenaje, una vez que no estaba disponible un Modelo Digital de Elevación MDE que permitiera la delimitación de 6

7 cuencas más realistas. El modelo digital de superficie resultante del proyecto Shuttle Radar Topography Mission SRTM, que hoy es tan popular, fue publicado por la NASA a lo largo del proceso, pero todavía no se había acreditado por la comunidad científica. Con el apoyo de la COPPE/UFRJ, en 2004, bajo la coordinación del ingeniero Flávio Lyra, la ANA desarrolla la metodología que llevaría a la primera versión de la Base Hidrográfica Ottocodificada, consistiendo en tratamiento topológico de la red hidrográfica; determinación de áreas de contribución (por equidistancia); codificación de las cuencas y tramos; y sistematización de nombres de los ríos. No sólo se elabora la base de datos geográficos, propiamente dicha, sino también una implementación computacional de los métodos necesarios a la construcción de esa base, de manera que otras bases pudieran ser construidas usando dichas herramientas. Esa base entonces está constituida de dos temas principales: la hidrografía unifilar y las respectivas áreas de contribución. La Figura 1 muestra la combinación entre los dos temas: a cada tramo corresponde a un área de contribución. Los expertos de la Agencia Nacional de Aguas suelen referirse a dichas áreas de drenaje individuales, por tramo de drenaje, como ottocuencas, porque son ellas que reciben el código de Otto. 7

8 Figura 1 - La BHO combina básicamente dos temas: hidrografía unifilar y áreas de contribución Era necesario definir una unidad de análisis que permitiera determinar sistemáticamente el dominio de los ríos según la Constitución de Con ese objetivo, se edita la Ordenanza 707/1994 del DNAEE, que establece como unidad de análisis el denominado curso de agua. El anexo de la ordenanza definía el curso de agua como un compuesto por los tramos con el mismo nombre y, desde el punto donde el nombre del río dejara de constar en las cartas topográficas oficiales, se deberían considerar los tramos con la mayor área de contribución. Eso traía una serie de ambigüedades y necesidades de tratamiento manual para la determinación de los cursos de agua. La ANA, posteriormente, emite la Resolución 399/2004, que cambia el ítem 5 del anexo de la Ordenanza 707/1994, estableciendo que el curso de agua principal de la cuenca está compuesto por los tramos de mayor área de contribución, analizados desde aguas arriba hacia aguas abajo, a cada confluencia, independientemente del nombre. Se establece así, un criterio más objetivo, reproducible, uniforme y susceptible de automatización. 8

9 Esta definición es perfectamente compatible con el método de Otto Pfafstetter, lo que facilita su adopción como codificación oficial de cuencas brasileñas. 3 DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS DE CONTRIBUCIÓN HIDROGRÁFICO Determinar las áreas de contribución de la hidrografía siempre fue, y sigue siendo, un reto. Aunque haya métodos consagrados y bien definidos, ellos siempre enfrentan la falta de calidad de los datos. Desde siempre la información altimétrica de la cartografía es mucho más cara y de difícil obtención que la información planimétrica, de ahí resulta un desequilibrio entre la cantidad y la calidad en el trazado de los ríos en relación a las curvas de nivel en una misma carta. Para superar esa dificultad, la ANA, con el apoyo de la COPPE/UFRJ, desarrolló un método para trazar divisores de agua aproximados, resultantes de mapas de distancia entre los tramos de drenaje. Por ese método, se posiciona el divisor a medio camino entre los dos cursos de agua más cercanos. Ese método es conocido como equidistancia entre los tramos de drenaje y fue utilizado para la construcción de la primera versión de la Base Hidrográfica Ottocodificada, publicada en 2006 por la ANA. Hay trabajos que proponen que se abandone el criterio de áreas sustituyéndolo por la longitud de los tramos, de manera a facilitar la construcción de bases hidrográficas ottocodificadas, especialmente para escalas mayores, en las cuales la obtención de información altimétrica es muy cara, resultando muy difícil el acceso a muchos proyectos. Sin embargo, si la información altimétrica de calidad no está disponible, se prefiere que sea utilizado el método de equidistancia, y no el de longitud de los tramos en sustitución a su área de drenaje. Las cuencas determinadas por equidistancia poseen la desventaja de tener un diseño poco realista si consideradas individualmente, pudiendo guardar grandes discrepancias con las cuencas reales. No obstante, el método presenta resultados muy satisfactorios a la medida que se agregan las áreas de contribución hidrográfica individuales en cuencas mayores. Los errores para más de una cuenca se 9

10 compensan por errores para menos de las cuencas vecinas, resultando una compensación de las discrepancias, que permite estimaciones cada vez más precisas, a la medida que se agranda el número de cuencas agregadas. Otra situación en que el método de equidistancias es útil es en la delimitación de áreas de drenaje en regiones muy llanas, donde los algoritmos de análisis de flujo superficial no logran extraer los divisores de agua a partir de los MDEs existentes. Actualmente se han utilizado por la ANA el MDE SRTM con pixel de 90m. Él permite un trazado más realista del divisor de aguas, sin embargo, las discrepancias entre el posicionamiento de las características en la cartografía oficial y las mismas características en ese MDE provocan una serie de errores que necesitan tratamiento manual. Ese es el costo que es necesario pagar por una representación más fisiográfica de las áreas de contribución. Por qué entonces no abandonar la cartografía y generar la hidrografía sintética a partir del modelo? Primeramente, la Resolución 399/2004 define que las cuencas serán determinadas con base en las cartas de la Cartografía Sistemática Terrestre Básica. Eso limita bastante el uso que se puede hacer de la hidrografía sintética por la ANA. Además de eso, diversos intentos han sido realizados por los expertos en geoprocesamiento de la Agencia en ese sentido, pero el SRTM es un modelo de superficie, o sea, donde hay vegetación, la altura representada en el modelo será la de la copa de los árboles. Así que, la presencia de bosque ribereño resulta en altitudes erradas, que provocan errores en el trazado de drenaje y, consecuentemente, ediciones en profusión. El modelo GDEM, que se ha elaborado por estereoscopia de imágenes del satélite ASTER, por otra parte, además de ser también un modelo de superficie, como el SRTM, todavía registra la altitud de nubes en lugar del suelo y presenta peldaños de altitud en las intersecciones entre órbitas adyacentes del satélite. Todavía no existen soluciones triviales para la generación de cuencas. Para donde quiera que se direccione el analista, hay barreras que lo llevan a emplear muchas horas de trabajo para solucionar, sobre todo, cuestiones relativas a los datos disponibles. Los algoritmos son suficientemente maduros, pero no resisten a 10

11 las deficiencias de los datos existentes. Cuanto a los algoritmos, lo que se plantea actualmente, especialmente considerando la inmensa extensión territorial bajo la gestión de la ANA, es que sus implementaciones computacionales fueron realizadas para máquinas menores y para volúmenes de datos menores. O esas implementaciones no aprovechan el poder de las máquinas actuales con múltiples núcleos de procesamiento, o no soportan las cantidades de datos involucrados, o ambos. Concluyendo esta sección: es necesario analizar, a cada caso, la disponibilidad de informaciones y su calidad para decidir qué camino tomar. En general la ANA ha utilizado la cartografía oficial, combinada con el SRTM, y muchas horas de edición para lograr el trazado de sus áreas de drenaje. 4 CODIFICACIÓN DE CUENCAS DE OTTO PFAFSTETTER Tomemos como ejemplo la cuenca del río Trombetas enseñada en la Figura 2. Esa cuenca forma parte de la cuenca amazónica y trae en la actual codificación de la base hidrográfica de la ANA el código 454. Vamos a sustituir ese código 454 por un código R para hacer el ejemplo más genérico. A partir del radical R se agregan a su derecha dígitos pares e impares de acuerdo con el proceso descrito a continuación. El método de Otto Pfafstetter se inicia por la determinación del curso de agua principal de la cuenca a codificarse. Esa determinación consiste en partir de la desembocadura de la cuenca y decidir, a cada confluencia, cual el tramo de mayor área de contribución. Si se repite ese proceso a cada confluencia, se va agregando tramos al curso de agua principal hasta el tramo más a río arriba. El río destacado en rojo en la Figura 2 es el resultado de esa primera etapa. 11

12 Figura 2 - Curso de agua principal de la cuenca del río Trombetas En su famoso artículo, Otto describe ese proceso como un procedimiento visual, que recurre al planímetro sólo en el caso de duda. Actualmente, usando las modernas técnicas de geoprocesamiento, es necesario que con antelación se haya determinado el área de aguas arriba de cada tramo en cada confluencia. Tal procedimiento se describe en detalles en el texto Manual de Construção da Base Hidrográfica Ottocodificada da ANA ( Manual de Construcción de Base hidrográfica Ottocodificada de la ANA ), que se encuentra disponible en la Biblioteca Virtual de la Agencia ( 12

13 Tomando el curso de agua principal como referencia, se determinan los cuatro tributarios con las mayores áreas de drenaje, así como se ilustra en la Figura 3. Figura 3 Se determinan los cuatro tributarios con mayor área de contribución Desde aguas abajo hacia aguas arriba, se añaden los códigos 2, 4, 6 y 8 al final del R para esas cuatro mayores cuencas. 13

14 Figura 4 - Las cuatro mayores áreas de contribución reciben los dígitos pares 2, 4, 6 y 8 Las áreas restantes contribuyen directamente para el curso de agua principal y se denominan intercuencas. Los cuatro tributarios principales dividen el río en cinco tramos. Las áreas de contribución de cada uno de esos tramos reciben entonces los dígitos impares 1, 3, 5, 7, y 9, conforme ilustra la Figura 5. 14

15 Figura 5 - Intercuencas reciben códigos impares: 1, 3, 5, 7, y 9 Cabe señalar que, a diferencia de las cuencas (propiamente dichas), que poseen cierta uniformidad en sus tamaños, las intercuencas poseen tamaños muy variables. En la escala de la Figura 5, la intercuenca R5 es prácticamente invisible. La Figura 6 muestra dicha intercuenca en detalle. Eso ocurre porque, según la lógica de la codificación de Otto, el tamaño de las intercuencas es proporcional a la distancia entre los tributarios que la limitan. En dicho caso, una vez que las barras de los tributarios R4 y R6 están muy cercanas, la intercuenca 5 se reduce a un área 15

16 muy pequeña. Figura 6 - Detalle ampliado mostrando la intercuenca R5 Sustituyendo nuevamente el código R por el código corresponde a la cuenca 454, tendríamos en ese punto la configuración de códigos enseñada en la Figura 7. Una vez que los códigos poseen 4 dígitos, esa codificación es denominada de nivel 4. 16

17 Figura 7 - Cuenca codificada en el nivel 4 El proceso debe ser repetido para cada una de las cuencas e intercuencas hasta que se agoten los tributarios. Se observa que en el caso de la intercuenca 4545, no es posible detallar más, pues no hay tributarios. Esa intercuenca sólo será detallada si se le hace a ella una representación en escala mayor. Tomemos como ejemplo el detallado de la intercuenca 4543, o R3, para el 17

18 próximo nivel. El curso de agua principal ya se ha determinado en la etapa anterior, pues se trata de una intercuenca (Figura 8). Figura 8 - Pasando al próximo nivel de codificación en la intercuenca R3 Las cuatro cuencas de área más grande reciben al final del código R3 los dígitos 2, 4, 6 y 8, desde aguas abajo hacia aguas arriba, de la misma manera como hecho para el nivel anterior. La situación se muestra en la Figura 9. 18

19 Figura 9 - Las cuatro cuencas más grandes reciben los dígitos pares desde aguas abajo hacia aguas arriba Las áreas de contribución delimitadas por estos cuatro tributarios son las intercuencas y reciben los dígitos impares, tal como ilustrado en la Figura

20 Figura 10 - Intercuencas reciben los dígitos impares De manera similar a lo que sucedió en el nivel anterior, las barras de los tributarios 2 y 4 están muy cercanas, consecuentemente, la intercuenca que está entre ellos, que recibe el código 3, está extremamente reducida en área (Figura 11). 20

21 Figura 11 - Detalle ampliado enseñando la intercuenca R33 Sustituyendo el radical R por el código 454 tendríamos la configuración final de la codificación en el nivel 5 para la intercuenca en cuestión (Figura 12). 21

22 Figura 12 - Aspecto final de la codificación de la intercuenca R3 en el nivel 5 El proceso se repite hasta que los cursos de agua principales de las cuencas no poseen tributarios, o dicho de otra manera, hasta que las cuencas correspondan a solamente un tramo de hidrografía. Una vez dado el código a la cuenca, u ottocuenca, ese código puede ser utilizado para otras finalidades, dando origen a códigos derivados, tal como ocurre con los tramos de drenaje que reciben el código de su ottocuenca correspondiente, o con los cursos de agua que reciben la parte izquierda del código de sus ottocuencas componentes hasta el último número par. Está en estudio por la ANA, la codificación de las estaciones de la red hidrometeorológica y de las masas de agua (lagunas, reservorios, etc.) usando el método de Otto. 22

23 5 IMPLEMENTACIÓN COMPUTACIONAL Realizar ese procedimiento manualmente sería extremamente penoso, inexequible en plazos operacionales y con gran vulnerabilidad a errores. La ANA desarrolló una implementación computacional de este y de otros procesos que llevan a la construcción de la Base Hidrográfica Ottocodificada. Se encuentra en el sitio electrónico de la Agencia un manual que describe paso a paso el trabajo de construcción de una Base Hidrográfica Ottocodificada. Los interesados pueden solicitar los aplicativos a la Superintendencia de Gestión de la Información SGI, a través de su Gerencia de Informaciones Geográficas GEGEO por el correo gegeo@ana.gov.br y acceder al manual en la dirección: NSTRUCAO_DA_BASE_v2_0.pdf 6 CAPACITACIÓN La ANA ofrece capacitación a las entidades del SINGREH de manera que se puedan elaborar bases hidrográficas ottocodificadas dedicadas a las necesidades específicas de esos agentes. Los interesados en desarrollar sus propias bases y, eventualmente, incorporarlas al SNIRH, pueden contactar la Superintendencia de Apoyo a la Gestión de Recursos Hídricos SAG, a través de su Gerencia de Capacitación GECAP por el correo electrónico gecap@ana.gov.br para pedir la participación en los cursos ofrecidos por la Agencia. 7 COMO OBTENER LA BHO DE LA ANA La ANA provee su base hidrográfica libremente a los interesados, bastando con suscribirse en la siguiente dirección: urlredir=/bibliotecavirtual/solicitacaobasedados.asp En esta dirección es posible obtener: 23

24 El tema en formato de líneas representando la hidrografía; El tema en formato de polígonos representando las áreas de contribución por tramo; Ottocuencas agregadas por niveles de 1 a 6. Los metadatos para estos temas (y otros producidos o gestionados por la ANA) pueden ser encontrados en las siguientes direcciones: - Hidrografía unifilar: - Cuencas agregadas: Dudas y sugerencias deben ser enviadas a la Gerencia de Informaciones Geográficas GEGEO/SGI por el teléfono o por el correo electrónico gegeo@ana.gov.br. 8 LECTURAS COMPLEMENTARIAS 1. Artículo de Og Arão aplicando la codificación de Otto Pfafstetter a una red hidrográfica brasileña: MjAtY2U3NTg3MmY3MjFj/edit?pli=1 2. Artículo de Verdin e Verdin aplicando la codificación de Otto Pfafstetter a cuencas de la Tierra usando el MDE GTOPO30: 3. Tesis de doctorado de Alexandre Amorim Teixeira Instituto de 24

25 Geociências UnB: 4. Texto de Lager e Vogt analizando la aplicación de la codificación de Otto Pfafstetter para las cuencas de Europa: 25

26 ANEXOS 26

27 ANEXO I CLASIFICACIÓN DE LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS METODOLOGÍA DE CODIFICACIÓN OTTO PFAFSTETTER 1. INTRODUCCIÓN La clasificación de ríos normalmente se basa en la numeración creciente de los afluentes de un río principal desde aguas abajo hacia aguas arriba. Cuando se entra en un afluente, se pasa a un corto grupo de numeración, apartado del anterior, por un punto. Si hay necesidad de prever la inclusión futura de mayor número de afluentes de un mismo río principal, conforme se aumenta el detalle de la clasificación para una escala cartográfica mayor, es necesario reservar un número razonable de dígitos para su enumeración y para la numeración de los ríos de un mismo nivel de ramificación de drenaje y de gran extensión en área, normalmente dos dígitos para cada nivel de ramificación acaban por demostrarse insuficientes. De este modo, se necesitan números de clasificación muy largos para identificar cursos de agua pequeños, de alto nivel de afluencia, perdiéndose gran parte de la numeración para ríos no clasificados. El PRONI ( PROGRAMA NACIONAL DE IRRIGACIÓN ), llevando en cuenta el Catastro de los sistemas de Irrigación de Brasil, se interesó por el desarrollo de una clasificación de cuencas hidrográficas ideada en el D.N.O.S. por el autor de este artículo a cerca de 20 años para la organización del archivo técnico de diseños del proyecto. Esta clasificación, descrita a continuación, aprovecha al máximo de los diez dígitos del sistema decimal en cada dígito de la numeración de los ríos, dando prioridad a las cuencas de mayor extensión. De este modo, el número de 27

28 identificación de cursos de agua, aunque muy pequeños, presenta número reducido de dígitos. Además de esta ventaja, permite definir, sin ambigüedad, la posición de tomas de agua o de puestos fluviométricos a lo largo de los ríos, indicando automáticamente la posición de uno en relación a los demás, así como, las Cuencas Hidrográficas ubicadas aguas arriba. El sistema permite un fácil manejo de los datos en computadora. Para obtener un satisfactorio significado hidrológico, la clasificación de las cuencas debe basarse en la configuración natural del sistema de drenaje, abstrayéndose de la división política de los países. De esta manera, los ríos de Brasil deben ser clasificados considerándose el conjunto de Sudamérica. 2. METODOLOGÍA Para un mejor provecho de los diez dígitos del sistema decimal, en cada dígito del número de identificación de un río de su Cuenca hidrográfica, se reservó los números pares 2, 4, 6 y 8 para los ríos de mayor importancia en un determinado nivel de ramales. La importancia de un curso de agua en esta clasificación se mide por el área de su Cuenca Hidrográfica. Hidrológicamente, el curso de agua más importante debería ser el de mayor escorrentía anual, lo que exigiría el conocimiento de un largo historial de las descargas de cada río en su desembocadura, haciendo de la clasificación algo impracticable. Como en general las escorrentías anuales de los ríos son aproximadamente proporcionales a las áreas de sus cuencas hidrográficas, se eligió esta característica como base de la clasificación. El área de la cuenca es perfectamente definida, bastando con acudir a las Cartas geográficas en escalas apropiadas. Solamente en el caso de regiones con gran variación climática dentro de la misma cuenca global, como sucede en las regiones costeras de Brasil al norte del río Jequitinhonha hasta el río Parnaíba, la diversidad de pluviosidad puede originar afluentes más caudalosos que con mayor área de drenaje. 28

29 En cualquier nivel de clasificación, se apartan los cuatro afluentes con mayor cuenca de drenaje, seguido a lo largo del río principal desde aguas abajo hacia aguas arriba. Para este procedimiento, se define en cada bifurcación fluvial, el afluente como el curso de agua de menor área de drenaje, y el río principal, el de mayor área de drenaje. A veces la tradición local o la designación en las cartas geográficas no obedecen a este criterio, pero, para la uniformidad de los trabajos deberá siempre mantenerse esta convención. Los cuatro mayores afluentes en cada nivel de ramal recibirán en orden desde aguas abajo hacia aguas arriba los números pares 2, 4, 6 y 8, respectivamente. Los cuatro mayores afluentes de cada uno de estos ríos ya numerados, recibirán de igual manera los números pares añadidos a la derecha de los números de la cuenca principal de orden inmediatamente inferior a la cual ellas pertenecen. Así tenemos, por ejemplo, las cuencas, 62, 64, 66 y 68, como afluentes desde aguas abajo hacia aguas arriba de la cuenca global 60 ( ver la Cuenca del Río São Francisco en la Figura nº 2 ). Del mismo modo prosigue la numeración de los cuatro afluentes mayores en cada nivel de ramificación. De esta manera, normalmente 7 dígitos son suficientes para designar aun cuencas hidrográficas menores posibles de aislarse en cartas en escala de 1: , con áreas de un mínimo de 10 km², aproximadamente. Todos los demás afluentes menores de un mismo río principal se agrupan en cinco áreas que designaremos por INTERCUENCAS. Dichas intercuencas recibirán la numeración impar 1, 3, 5, 7 y 9 desde aguas abajo hacia aguas arriba. Los límites de cada intercuenca son los divisores de agua de las dos Cuencas principales contiguas y los divisores de agua que apartan las partes de aguas arriba y aguas abajo de la desembocadura y en la margen opuesta a estos dos afluentes principales. Eventualmente el divisor de agua principal limita una parte del área de las intercuencas. Así tenemos en el ejemplo anterior las intercuencas 61, 63, 67 y 69. En la clasificación de los afluentes de orden superior, son apartadas en cada intercuencas los cuatro mayores ríos de ambas las márgenes del río principal. Estos 29

30 ríos reciben un número par adicional 2, 4, 6 y 8, en orden desde aguas abajo hacia aguas arriba, seguido del número impar de la intercuenca de la cual forman parte. En el río Parnaíba, por ejemplo, cuenca 562 ( ver figura nº 3 ), tendrá los afluentes 5622, 5624, 6626 y 5628 desde aguas abajo hacia aguas arriba a lo largo del río principal de designación Restan así las intercuencas de orden superior 5621, 5623, 5625, 5627 y 5629, apartadas por las referidas cuencas. Las intercuencas, así como las respectivas cuencas principales, se pueden subdividir en niveles creciente, siguiendo siempre la misma metodología, hasta los límites de definición de las cartas geográficas utilizadas. En la última subdivisión no se suele figurar en la carta geográfica todos los afluentes, de manera que resulta difícil evaluar cuáles las cuatro cuencas. Resta así, la opción de sólo numerar las cuencas mayores que figuran en la carta, en orden desde aguas abajo hacia aguas arriba. Se corre riesgo de haber cuencas mayores aguas abajo de la misma, que sólo podrían ser reconocidas en cartas más detalladas. Las cuencas parciales de las cabeceras de cada río son, en sentido estricto, intercuencas porque representan la parte restante, después del último afluente importante y reciben el número terminal 9. Su área será siempre mayor que la del último afluente, por la propia definición establecida inicialmente para criterio de confluencia, que dice que, el afluente siempre es menor que el río principal. Luego de la delimitación de las cuencas hidrográficas mayores en una carta geográfica, generalmente se logra elegir las cuatro cuencas principales por simple inspección visual en papel transparente y sobreponiendo a la otra, permitir decidir cuál la mayor por la evaluación de las áreas no compensadas en los dos contornos. Restando todavía duda acerca de la elección de las cuencas será necesario realizar su planimetría. 3. CONSECUENCIAS El último dígito diferente de cero del número de identificación de una cuenca siempre es par. Pueden ser añadidos uno o varios ceros ( 0 ) a la derecha, 30

31 representando una cuenca global en varios niveles de la clasificación que se está considerando. Si el dígito más a la izquierda es impar, el curso de agua desemboca directamente en una de las diez regiones marinas en que fue dividido el globo terrestre, conforme descrito en el último capítulo. Si el dígito más a la izquierda es par, la cuenca pertenece a uno de los cuatro mayores ríos de cada región marina antes mencionada, o a uno de sus afluentes. Si el número de identificación de una cuenca o intercuenca posee un cero ( 0 ) en el medio de otros dígitos significativos, se trata de un área sin drenaje superficial para el mar, cuya designación precede este cero. El último dígito distinto de cero en la designación de una intercuenca siempre es impar. Si el dígito más a la izquierda es impar, la intercuenca pertenece a una de las regiones costeras principales. De lo contrario, ella pertenece a una de las cuatro cuencas principales que desembocan en el océano. Si los dos últimos dígitos son impares, se trata de una subdivisión de una intercuenca de orden superior. La posición de cualquier toma de agua o puesto fluviométrico se puede caracterizar por el número de la intercuenca correspondiente al tramo del río donde se ubica esta instalación. En caso de haber dos tomas de agua o puestos fluviométricos en la misma intercuenca, basta con proseguir a la clasificación de los afluentes para un nivel de confluencia más elevado. También conviene llevar la división de las cuencas al punto en que se defina con suficiente precisión el área total de drenaje aguas arriba desde el punto considerado. Para saber si dos tomas de agua son dependientes, eso es, si la retirada de agua de una afecta a otra, basta con comparar los números de identificación de las intercuencas correspondientes. Para que ellas sean dependientes, deben satisfacer simultáneamente a las tres condiciones a continuación: A) Las dos tomas de agua deben tener en sus números de identificación una parte a la izquierda en común, incluyendo al menos un dígito par, a fin de que pertenezcan a una misma cuenca general que desemboca en el mar. B) El primer dígito de la parte a la derecha no común de los números de la identificación debe ser menor en la toma de agua de aguas abajo que en 31

32 aguas arriba. C) Todos los dígitos de la parte derecha no común del número de identificación de la toma de agua de aguas abajo deben ser impares, con excepción de los últimos ceros ( 0 ) destinados a la complementación de la clasificación. Garantizando así, que no se trata de un afluente del curso de agua de aguas abajo de la toma de agua de aguas arriba. Por ejemplo, las intercuencas 561 y 563 de la Cuenca del Parnaíba representada en la figura 3, están a aguas abajo de la intercuenca 567, porque poseen la parte a la izquierda en común, siendo que la parte de la derecha no común no contiene dígitos impares en el puesto de aguas abajo. La intercuenca 5625 ya no se ubica a aguas abajo de la 5670 porque la parte no común a la derecha contiene un dígito par en el primer puesto, indicando que ya pertenece a un río afluente cuyo número de cuenca es Si no se satisfacen estas tres condiciones simultáneamente, las dos tomas de agua o puestos fluviométricos son independientes. Para tener la relación de todas las cuencas e intercuencas aguas arriba de una toma de agua o puesto fluviométrico, basta con reunir todos los elementos cuyos números de identificación que poseen el último dígito significativo ( distintos de cero ), mayor que el último dígito de la intercuenca que corresponde a dicha instalación. En la figura 3, tenemos, por ejemplo, aguas arriba de la toma de agua 5623 las cuencas 5624, 5626, y 5628, así como, las intercuencas 5625, 5627, APLICACIÓN EN BRASIL El trabajo de la clasificación de los ríos según la metodología expuesta fue aplicado en el continente sudamericano y con enfoque en las cuencas del territorio brasileño. Se realizó la subdivisión de las cuencas hidrográficas y su numeración en etapas, pasando sucesivamente por las cartas geográficas en escalas de 1: , 1: Este desarrollo por etapas fue necesario porque en las cartas de escala mayor se pierde la noción del conjunto, resultando difícil determinar 32

33 cuáles las cuencas parciales de mayor extensión. Está a punto de concluirse el detallado en escala de 1: que el PRONI mandó realizar a todas las zonas irrigables, eso es, gran parte de Brasil, excluyendo la Cuenca Amazónica. Formando parte de este servicio, los resultados de este trabajo se están procesando en computadoras por el CPRM para su registro, cómputos de áreas de cuencas, diseños de matrices para impresión y otras operaciones futuras. Las figuras 1, 2 y 3 en anexo, enseñando como ejemplo; de manera esquemática, la subdivisión de las cuencas para toda Sudamérica, para la parte de Brasil a este de la Cuenca Tocantins Araguaia y para la Cuenca del Río Parnaíba y vecindarios, respectivamente, en escalas crecientes. En Sudamérica ( figura 1 ), vemos las cuatro cuencas principales de mayor extensión con numeración par y que son : 2 AMAZONAS 4 TOCANTIS ARAGUAIA 6 SÃO FRANCISCO 8 PARANÁ Las demás partes corresponden a las intercuencas costeras que reciben un número impar y que son : 1 COSTA ATLÁNTICA NORTE 3 COSTA ATLÁNTICA DE LA ISLA DE MARAJÓ 5 COSTA ATLÁNTICA DEL NORESTE 7 COSTA ATLÁNTICA ESTE 9 COSTA ATLÁNTICA SUR En las figuras 2 y 3 se muestra el proseguimiento de la subdivisión de las cuencas con mayor detalle y en escala creciente, para áreas cada vez más restrictas. Debido a la dificultad de reproducción no fue presentado un ejemplo de la subdivisión de las Cuencas en escala de 1:

34 5. REGIONES HIDROLÓGICAS DE LA TIERRA Para evaluar como la clasificación de cuencas de Sudamérica se insertaría en un estudio amplio, abarcando todo el globo terrestre, se bosquejó una posible solución representada esquemáticamente en la figura 4. El océano Atlántico y el Pacífico fueron divididos en cuatro partes por una línea próxima al Ecuador y otra a medio camino de la línea general de las costas occidentales. Quedan más dos regiones, la del Océano Índico y la del Glacial Ártico para completar las diez regiones del globo. Todas las cuencas o intercuencas contribuyentes para estas partes de los océanos recibirían una añadidura del lado izquierdo de su número de identificación de acuerdo con números indicados en aquella figura. Cada región de la tierra sería tratada como ocurrió en Sudamérica. Se apartan las cuatro mayores cuencas hidrográficas de cada región, y las partes restantes intermedias, con respectivas islas, representan las intercuencas, dando seguimiento a la clasificación del mismo modo como antes expuesto. Citamos a continuación los mayores ríos de algunas de estas regiones de la Tierra, con respectivos números. 02 MACKENZE 42 AMUR 04 - OBI 44 HOANG-HO (RÍO AMARILLO) 06 - YENISSEI 46 YANGTZE-KIANG (RÍO SUR) 08 LENA 48 - MECONG 12 YUCON 62 AMAZONAS 14 COLUMBIA 64 TOCANTINS ARAGUAIA 16 SAN JOAQUIM SACRAMENTO 66 SÃO FRANCISCO 18 COLORADO 68 - PARANÁ 22 SÃO LOUREÇO 72 - SENEGAL 24 ALABAMA 74 - NIGER 26 MISSISSIPI 76 - CONGO 34

35 28 GRANDE DEL NORTE 78 - ORANGE 32 DANÚBIO 82 - ZAMBEZI 34 DNIEPER 84 TIGRE - EUFRATES 36 VOLGER 86 - INDO 38 NILO 88 GANGES En las regiones 5 y 9 del pacífico Sur Oriental y Occidental no hay ríos de apreciable magnitud para constar en la relación precedente. Rio de Janeiro, 18 de agosto de

36 CLASIFICACIÓN DE LAS CUENCAS El Continente Sudamericano está subdividido en diez regiones hidrográficas que son: 1- Costa Atlántica Norte 2- Cuenca Amazónica 3- Costa Atlántica de la Isla de Marajó 4- Cuenca del Tocantins Araguaia 5- Costa Atlántica Noreste 6- Cuenca del São Francisco 7- Costa Atlántica Este 8- Cuenca del Plata 9- Costa Atlántica Sur y Costa del Pacífico 10- Cuenca Interior en la Cordillera de los Andes Las regiones con número de designación par ( 2, 4, 6 y 8 ), corresponden a las cuatro mayores cuencas hidrográficas del continente sudamericano. Las regiones restantes entre estas cuencas reciben la numeración impar ( 1, 3, 5, 7 y 9 ). Cada una de estas regiones será subdividida, apartándose las cuatro mayores cuencas en ellas contenidas. Estas cuencas de Segunda orden, reciben una numeración con un dígito adicional par ( 2, 4, 6 y 8 ), según la orden creciente desde aguas abajo hacia aguas arriba de las cuencas regionales y desde el norte hacia el sur en las regiones costeras del Atlántico. A lo largo del océano Pacífico la orden de la numeración sigue desde el sur hacia el norte. Las áreas restantes se designarán como INTERCUENCAS, las cuales se atribuye el dígito adicional impar ( 1, 3, 5, 7 y 9 ), en la misma orden seguida para las cuencas de Segunda orden contenidas en las cuencas regionales y en las regiones costeras. En las regiones costeras las INTERCUENCAS se limitan por la costa marítima y las líneas de altitud de las cuencas de Segunda orden contiguas. Los 36

37 límites de las INTERCUENCAS, contenidas en las cuencas regionales, se definen por las líneas de altitud de las cuencas de Segunda orden continuas y por los divisores de agua que parten de la margen opuesta a la desembocadura de los ríos principales de estas cuencas. Para identificar las cuencas de Segunda orden dentro de las cuencas regionales, va desde de la desembocadura hacia aguas arriba, apartando las cuencas afluentes de mayor importancia. En una bifurcación de los cursos de agua se considera como afluente aquel que tiene menor cuenca hidrográfica en dicha bifurcación. De hecho, el río principal, en una confluencia, bajo el punto de vista hidrológico, debería ser el que tiene un mayor promedio de descarga. Como este criterio exigiría una campaña de medición de descargas para cada ramal del río, su aplicación es impracticable. Como las descargas de los ríos normalmente son proporcionales a las áreas de las cuencas hidrográficas, el criterio antes presentado, designando el río principal como aquel de mayor área de drenaje, sustituye a menudo, con sencillez y precisión adecuada el criterio hidrográfico. Si se sigue en el río principal, desde la bifurcación hacia aguas arriba, hasta la próxima bifurcación, repitiéndose el procedimiento para cada afluente importante. Si procedido de esa manera, en la mayoría de las bifurcaciones importantes, se conserva sólo los 4 ( cuatro ) mayores afluentes, atribuyéndoles la numeración par ( 2, 4, 6 y 8 ). A menudo, la elección de la mayor de las dos cuencas en un ramal es evidente, por simple inspección visual. En caso de duda es necesario copiar una de ellas en papel transparente y sobreponer a la otra, para decidir cuál de ellas es la mayor. Si todavía persiste la duda, es necesario planimetrar las dos cuencas. Si se sigue con la subdivisión de las cuencas e intercuencas de orden superior, adoptando la misma metodología expuesta. Para cada orden de subdivisión siguiente de las cuencas e intercuencas se les atribuye un dígito adicional par o impar, conforme el caso. La última intercuenca en la subdivisión de cualquier cuenca representa las 37

38 cabeceras y toma la designación con un número que termina con el dígito 9. Cada toma de agua o puesto fluviométrico se caracterizará por el tramo del río donde él se ubica, que siempre corresponde a una INTERCUENCA designada por un número terminado por un dígito impar. Si hay más de una toma de agua o puesto fluviométrico en un tramo del río, basta con proseguir en la subdivisión de las cuencas para un orden más elevado hasta cada toma de agua o puesto fluviométrico correspondiente a una intercuenca o de río distinto. Para que una toma de agua afecte otra a aguas abajo, ambas caracterizadas por sus números de identificación, deben satisfacerse las siguientes condiciones simultáneas: 1 Las dos tomas de agua deben tener en sus números de identificación una parte a la izquierda en común, incluyendo al menos un dígito par, a fin de pertenecer a una misma cuenca afluente al océano. 2 El primer dígito de la parte derecha no común de los números de identificación debe ser menor en la toma de agua de aguas abajo que en la de aguas arriba. 3 Todos los dígitos de la derecha no común del número de identificación de la toma de agua de aguas abajo deben ser impares para garantizar que no se trata de un afluente del curso de agua de aguas abajo de la toma de agua de aguas arriba. Si no se satisfacen estas tres condiciones simultáneamente, las dos tomas de agua son independientes. 38

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46 ANEXO II - 46

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48 ANEXO III - 48

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